Перевод ампер в киловатты и обратный расчет с практическими примерами

Мощность в спорте

Оценивать работу с помощью мощности можно не только для машин, но и для людей и животных. Например, мощность, с которой баскетболистка бросает мяч, вычисляется с помощью измерения силы, которую она прикладывает к мячу, расстояния которое пролетел мяч, и времени, в течение которого эта сила была применена.

Читать далее: Модельный ряд холодильников бирюса. Обзор холодильников «Бирюса»: отзывы, плюсы и минусы, сравнение с другими брендами

Существуют сайты, позволяющие вычислить работу и мощность во время физических упражнений. Пользователь выбирает вид упражнений, вводит рост, вес, длительность упражнений, после чего программа рассчитывает мощность. Например, согласно одному из таких калькуляторов, мощность человека ростом 170 сантиметров и весом в 70 килограмм, который сделал 50 отжиманий за 10 минут, равна 39.5 ватта.

Динамометры

Для измерения мощности используют специальные устройства — динамометры. Ими также можно измерять вращающий момент и силу. Динамометры используют в разных отраслях промышленности, от техники до медицины. К примеру, с их помощью можно определить мощность автомобильного двигателя. Для измерения мощности автомобилей используется несколько основных видов динамометров.

Этот динамометр измеряет крутящий момент, а также мощность силового агрегата автомобиля

Динамометры также используют в спорте и в медицине. Самый распространенный вид динамометров для этих целей — изокинетический. Обычно это спортивный тренажер с датчиками, подключенный к компьютеру. Эти датчики измеряют силу и мощность всего тела или отдельных групп мышц. Динамометр можно запрограммировать выдавать сигналы и предупреждения если мощность превысила определенное значение

Это особенно важно людям с травмами во время реабилитационного периода, когда необходимо не перегружать организм

Согласно некоторым положениям теории спорта, наибольшее спортивное развитие происходит при определенной нагрузке, индивидуальной для каждого спортсмена. Если нагрузка недостаточно тяжелая, спортсмен привыкает к ней и не развивает свои способности. Если, наоборот, она слишком тяжелая, то результаты ухудшаются из-за перегрузки организма.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Для чего нужен расчет тока

Расчет величины тока по мощност и и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы.

Закон Ампера

Сила Ампера является главной составляющей закона Ампера – закона о взаимодействии электрических токов. В нём говорится, что в параллельных проводниках, в которых электрические токи текут в одном направлении, возникает сила притягивания. А в тех проводниках, в которых электрические токи текут в противоположных направлениях, возникает сила отталкивания. Также законом Ампера называют закон, который определяет силу действия магнитного поля не небольшую часть проводника, по которой протекает ток. В данном случае она определяется как результат умножения плотности тока, который идёт по проводнику, на индукцию магнитного поля, в котором проводник находится.

Из самого закона Ампера сделаны выводы, что сила Ампера равняется нулю, если величина угла, расположенного между током и линией магнитной индукции, тоже будет равняться нулю. Другими словами, проводник для достижения нулевого значения должен быть расположен вдоль линии магнитной индукции.

Закон Ампера – определение

Андре Ампер в 1920 году дал определение тому, с какой силой магнитное поле влияет на проводник, помещённый в него. Он установил прямое соотношение между силой, возникающей вокруг проводника, силой тока, модулем магнитной индукции и синусом угла между вектором магнитной индукции и направлением тока.

Выражение имеет вид:

FА = B *I*L*sinα,

где:

• FА – сила Ампера, Н;
• В – модуль магнитной индукции;
• I – сила тока, А;
• L – длина отрезка проводника, м.

Определение справедливо для проводника, по которому происходит постоянно направленное движение электронов.

Что такое сила Ампера

Собственно сила ампера и является той силой действия магнитного поля на проводник, по которому идет ток. Сила Ампера вычисляется по формуле как результат умножения плотности тока, идущего по проводнику на индукцию магнитного поля, в котором находится проводник. Как результат формула силы Ампера будет выглядеть так

са=ст*дчп*ми

Где, са – сила Ампера, ст – сила тока, дчп – длина части проводника, ми – магнитная индукция.

Сила Ампера, Закон Ампера, правило левой руки:

• Сила Ампера: это сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле
• Правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения тока, то отогретый на 90о большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника

Сколько ампер в 1 ватте

Значение силы тока определяет количество заряда, прошедшего через определенную площадь поверхности проводника за некоторый промежуток времени. Измеряется сила тока амперами, а чтобы перевести это значение в ватты, стоит воспользоваться следующей формулой.

I = P / U

I — сила тока (ампер);

P — мощность (ватт или киловатт);

U — напряжение (вольт).

Чтобы узнать, сколько ампер в одном киловатте, достаточно подставить значения, взяв напряжение стандартных пределов 220 В.

1000 Вт / 220 В = 4,54 А

Обычно для расчетов берется значение номинального тока однофазной сети. Он рассчитывается по формуле:

I = 4,5 × Р

Р — потребляемая мощность (кВт).

Перевести ватты в амперы по такой формуле можно очень быстро, хотя полученное значение будет иметь некоторую погрешность.

Возможен ли перевод ватт в амперы

Вот мы и подошли к понятию «мощность». Обычно мы применяем эпитет «мощный» для того, что сильнее, крупнее, тяжелее. Мощный утюг. Мощный автомобиль. Мощная электростанция.

Получается, мощность есть характеристика двойная. Она, с одной стороны, определяет необходимое количество тока, чтобы «разогнать махину». А с другой стороны, это что-то такое, что и делает махину махиной — некоторое внутреннее свойство. Ток у нас бежит в нее снаружи, а мощность заключена в ней самой.

Каждому прибору присуща своя собственная мощность.

Вот утюг мы выключим, ток течь перестанет, а мощность его так и останется при нем.

Потому что если снова подключить к нему ТО ЖЕ САМОЕ напряжение, то и ток в него потечет тот же самый. А включим прибор более мощный, и ток побежит в него другой, уже посильнее.

А если подключить его к напряжению поменьше? То и ток станет течь меньшей силы.

И вот она — простейшая формула для определения мощности:

Формула

Мощность есть произведение силы тока на значение питающего его напряжения.

Напряжение измеряется в вольтах, ток — в амперах, мощность — в ваттах.

Все единицы названы в честь ученых, занимавшихся изучением электричества, иногда даже с риском для жизни, чтобы нам теперь было так легко и просто определять мощность приборов — сколько в них ватт и сколько побежит ампер, если его подключить к сети.

И легко это, потому что напряжение в нашей сети всегда одно и то же — 220 вольт. И тогда вырисовывается простое соотношение: мощность пропорциональна току. Это значит, что перевод ампер в ватты прост: стоит только умножить ампераж (скажем, 12 ампер), который поступает в прибор при его работе, на напряжение в 220 В — и сразу получим мощность прибора, то есть 2640 ватт.

А ток в 1 ампер, протекающий через односветную люстру с четырьмя лампочками, сразу даст нам суммарную мощность люстры в 220 ватт, каждая лампочка тогда будет = 55 ватт (220/4).

Но это не значит, что ток определил мощность. Наоборот, суммарная мощность прибора в 220 ватт ВЗЯЛА из сети ток ровно в 1 ампер. Если подключить еще одну точно такую же лампочку в эту же сеть, то суммарная мощность станет 275 ватт. А ток будет зависеть от того, как мы лампочку подключим.

Если параллельно с люстрой (в другую розетку), то на новую лампочку в 55 ватт будет падать напряжение в 220 вольт, и ток вычислим по той же формуле следующим образом:

55 = 220 * I        

I = 55 / 220 =0,25 А.

А вместе и в люстру, и в эту лампочку тока потечет из сети 1,25 А = 1 А (люстра) + 0,25 А (лампочка)

Что сразу можно увидеть по слегка возросшей скорости вращения колесика счетчика.

Перевод V•A в Ватты

Для правильного определения размера, например, источника питания важно понимать отличие ватт от вольт ампер. Реальная мощность, измеряемая в ваттах — это часть потребляемого потока энергии и связана с сопротивлением в электрической цепи

Примером этого является нить накала в лампочке.

Перевод вольт ампер

Реактивная мощность, измеряемая в VAR или «вольт ампер реактивный» — это часть потока P накопленной энергии. Накопленная энергия связана с наличием индуктивности и емкости в электрической цепи. Кажущаяся мощность измеряется в V•A, представляет собой математическую комбинацию реальной и реактивной P.

Геометрическое соотношение между кажущейся, реактивной и реальной мощностью определяется треугольником P. Математически реальная мощность (Вт) связана с кажущейся (V•A) с использованием числового отношения, называемого коэффициентом мощности (PF), который выражается в десятичной форме и имеет значение от 0 до 1,0. Для многих новых типов ИТ-оборудования, таких как компьютерные серверы, PF составляет 0,9 и выше. Для устаревших персональных компьютеров (ПК) — это значение может быть 0,60 — 0,75.

Поскольку многие типы оборудования рассчитаны на P в ваттах, важно учитывать PF при выборе размера ИБП

Если не принимать PF во внимание, можно уменьшить размер необходимого ИБП. Например, единица оборудования с мощностью 525 Вт и коэффициентом мощности 0.7, который нужно умножать на мощность, определяет минимальную мощность с нагрузкой 750 V•A

750 V•A = 525 Вт / 0,7

Если ИБП рассчитан на 75%, то получится ИБП с номиналом 1000 V•A (750 ВА / 0,75 = 1000 V•A).

Для чего нужен расчет тока

Чтобы сделать расчет ампер по мощности для сетей переменного тока с реактивными нагрузками, нужны соответствующие коррекции. Такие потребители смещают вектор тока на 90° вперед (назад) по отношению к напряжению при емкостных (индуктивных) характеристиках, соответственно.

Расчет тока для однофазной сети

Изменение тока, напряжения и мощности по синусоидальному графику объясняет бессмысленность измерения моментальных значений. Параметры рассчитывают с учетом интервалов времени. Как правило, используют полный период одного колебательного цикла.

Ток, напряжение и мощность в однофазной сети с подключением активного, индуктивного, емкостного сопротивления

Генератор при существенном значении реактивной составляющей будет выполнять свои функции менее эффективно. Часть мощности в таком случае не будет выполнять полезную работу.

Расчет тока для трехфазной сети

Этот вариант можно представить, как комбинацию из нескольких однофазных сетей. В представлении векторами на комплексной плоскости будет виден фазовый сдвиг на 120°.

Трехфазная сеть

Рисунки демонстрируют напряжения 220 V в каждой фазе и линейное значение 380 V

Следует обратить внимание на ток в нулевом проводнике (I0), который не выполняет полезные функции. Он создается за счет неравномерного распределения подключенных нагрузок

Как рассчитать мощность тока

Для коррекции индуктивных (емкостных) составляющих применяют расширенную формулу расчета:

P = I*cos ϕ.

При отсутствии таких нагрузок принимают дополнительный множитель равным единице.

Эта таблица ампер поможет подобрать подходящий автомат (предохранитель) с учетом параметров подключенного оборудования.

Зависимость тока от мощности потребления

Номинальный ток защитного устройства, А	Мощность потребления (кВт) для сети
	Одна фаза	Три фазы
2	0,4	1,3
6	1,3	3,9
16	3,5	10,5
25	5,5	16,4

Как пересчитать ватты в амперы

Для подключения электродвигателя нужно взять значение cos ϕ из сопроводительной документации. Эти данные дублируют в специальной бирке, закрепленной на корпусе. Как высчитать амперы для трехфазной сети, показывает следующая формула:

I = P/(√3*U*cos ϕ).

Что такое мощность Ватт [Вт]

Мощность — величина, определяющая отношение работы, которую выполняет источник тока, за определённый промежуток времени. Один ватт соответствует произведению одного ампера на один вольт, но при определении трат на электроэнергию используется величина киловатт/час.

Она соответствует расходу одной тысячи ватт за 60 минут работы. Именно по этому показателю определяется стоимость услуг электроэнергии.

В большинстве случаев мощность, которую потребляет прибор, указана в технической документации или на упаковке. Указанное количество производится за один час работы.

Помочь определить силу тока при известной мощности поможет калькулятор, который делает перевод одной физической величины в другую.

Сколько Вольт содержит 1 Ампер

Различные способы подключения одной, двух и более ламп

Как и в предыдущем примере, подобные вопросы задают ошибочно. Переводить напряжение в ток можно только с учетом:

• электрического сопротивления участка цепи;
• мощности;
• характеристик нагрузки;
• постоянных (переменных) параметров сети питания.

Однако надо отметить, что в РФ, наряду с международным стандартом (СИ), применяют внесистемную единицу «Вольт-ампер». Ее значение равно 1 Вт мощности, поэтому конвертировать с применением дополнительных коэффициентов не нужно. В данном случае речь идет о питании синусоидальным сигналом в однофазной сети.

Мощность «вольт-амперная» обозначает полную энергию источника питания, которая расходуется за час. Измеряют действительные значения напряжения на клеммах генератора и тока в подключенной цепи. Это значит, что в реальных условиях часть энергии будет потрачена впустую, на:

• тепловой нагрев;
• электромагнитные колебания, созданные реактивными компонентами.

Как вычислить?

Определить любую величину, касаемую электрической энергии, поможет закон Ома. Он гласит: напряжение равняется силе тока, умноженной на сопротивление, а мощность – это сила, умноженная на напряжение.

Напряжение тока – это его сила умноженная на сопротивление. Показатель нужен для подбора оптимальных проводов и кабелей в домеПолучается, чтобы рассчитать ток по мощности, надо знать его силу и напряжение. Но как рассчитать амперы, зная мощность и напряженность, например? Опять же следуя закону Ома. Для этого необходимо мощность разделить на напряженность.

Произвести точный расчет можно с помощью нашего калькулятора.

Достаточно просто узнать силу тока, гораздо сложнее – произвести расчет сечения проводов. Для этого нужно посчитать силу тока и воспользоваться следующей таблицей:

Сечение медного провода в зависимости от величины потребляемого тока
Максимальный ток в амперах	1	2	3	4	5	6	10	16	20	25	32	40	50	63
Сечение жилы провода в миллиметрах	0,17	0,33	0,52	0,67	0,84	1	1,7	2,7	3,3	4,2	5,3	6,7	8,4	10,5

Для того чтобы посчитать мощность, зная ток и напряженность, используйте представленную ниже таблицу:

Электрическое оборудование	Мощность прибора в ваттах	Сила в амперах
Стиральная машинка	2000	10
«Теплый пол»	1000	5
Кухонная плита	7000	35
Микроволновка	1000	5
Посудомойка	2000	10
Холодильник	250	1
Кухонный комбайн	1100	5
Чайник	1900	9
Кофеварка	1100	5
Миксер	300	1,4
Фен	1000	2
Утюг	1500	6
Пылесос	1200	5
Телевизор	150	0,7
Радио	100	0,4
Светильники	50	0,2

Используя даже один из показателей и зная напряжение в сети, вы сможете без труда рассчитать ток.

Направление и величина электрического тока. Количество электричества

Мы неоднократно подчеркивали, что электроны в электрическом поле перемещаются от точек с более низким потенциалом к точкам с более высоким потенциалом. Следовательно, и в электрической цепи, показанной на рис. 1, электроны движутся от отрицательного полюса источника электрической энергии к положительному: поэтому следовало бы считать, что электрический ток идет от минуса (—) к плюсу ( + ).

Рисунок 1. Простейшая электрическая цепь

Однако до объяснения электрических явлений с точки зрения электронной теории, т. е. когда природа электрического тока не была достаточно изучена, полагали, что ток идет от положительного полюса источника к отрицательному.

Чтобы не менять этого установившегося и прочно вошедшего в практику положения, решили сохранить такую условность и считать, что ток идет от плюса к минусу, как показано на рис. 2. В действительности же в металлических проводниках ток проходит в обратном направлении.

Рисунок 2. Направление движения электронов в проводнике и направление тока

С ростом напряженности внешнего электрического поля увеличивается сила, действующая на электроны в проводнике. Электроны начинают перемещаться по проводнйку быстрее, а значит, увеличивается количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Для характеристики интенсивности движения электрических зарядов в проводниках вводится понятие о силе тока или токе.

Определение: Силой тока называется количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Сила тока (ток) обозначается буквой I или i.

Если за время t через поперечное сечение проводника прошло количество электричества q, то ток в проводнике можно определить по формуле:

За единицу тока принимается ампер (сокращенно обозначается буквой А). В ГОСТ приведено следующее определение этой основной электрической единицы: «ампер — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямоугольным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2*10-7 единицы силы на каждый метр длины».

Следует подчеркнуть, что ампер — единственная основная электрическая единица. Все остальные единицы, используемые при электрических и магнитных измерениях, определяются через четыре основные единицы Международной системы единиц (метр — килограмм — секунда — ампер).

Единица измерения тока названа по имени французского физика и математика Андре Мари Ампера (1775—1836), открывшего закон взаимодействия электрических токов и предложившего новую гипотезу для объяснения магнитных свойств вещества.

В радиотехнике часто приходится иметь дело с токами, величина которых в тысячи и даже миллионы раз меньше одного ампера. Такие токи измеряются в миллиамперах (сокращенно обозначается мА или mА) или в микроамперах (сокращенно обозначается мкА или μА). Миллиампер одна тысячная доля ампера, т. е.

1 мА = 0,001 А, или 1 А = 1000 мА.

Микроампер — это одна миллионная доля ампера или одна тысячная доля миллиампера, т. е.

1 мкА = 0,001 мА = 0,000001 А.

Полезно запомнить также следующие соотношения:

1 мА= 1000 мкА = 0,001 А; 1 А = 1000 мА = 1 000 000 мкА.

При рассмотрении вопросов взаимодействия зарядов мы сказали, что количество электричества измеряется в кулонах. При этом количество электричества в 1 кулоне соответствует приблизительно общему заряду 6 • 1018 электронов. Сейчас можно дать более строгое определение кулона:

Определение: кулон — это количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в течение 1 секунды при неизменяющемся токе в 1 ампер.

Эта единица количества электричества часто называется ампер-секундой (сокращенное обозначение А-с). На практике количество электричества измеряется в ампер-часах (А-ч).

Если известен ток I в проводнике, то количество электричества q, прошедшее через поперечное сечение проводника за время t, можно определить по формуле:

где q — в кулонах; I— в амперах; t — в секундах.

Для измерения тока в цепи применяются приборы, называемые амперметрами. Амперметр включается в цепь так, чтобы через него проходил весь измеряемый им ток (рис. 3).

Рисунок 3. Схема включения амперметра в электрическую цепь. Б — источник напряжения; PA — амерметр; EL — нагрузка (лампа).

Похожие материалы:

• Протекание тока
• Электрический ток в металлических проводниках
• Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии
• Электрическое сопротивление проводника. Электрическая проводимость
• Электрический ток в электролитах
• Ток смещения в диэлектрике
• Электрический ток в полупроводниках
• Электрический ток в газах

Взаимосвязь основных электрических величин

Мощность и силу тока можно связать через напряжение (U) или сопротивление цепи (R). Однако на практике применить формулу P = I2 * R сложно, так как затруднительно точно рассчитать сопротивление на реальном участке.

Одно- и трехфазное подключение

Большинство разводок электросети для бытового использования являются однофазными.

В этом случае пересчет полной мощности (S) и силы переменного тока (I) с использованием известного напряжения происходит по следующим формулам, вытекающим из классического закона Ома:

S = U * I

I = S / U

Сейчас получила распространение практика подведения трехфазной сети к жилым, бытовым и мелким промышленным объектам. Это оправдано с позиции минимизации затрат на кабели и трансформаторы, которые несет компания поставляющая электроэнергию.

При подведении трехфазной сети устанавливают вводной трехполюсный автомат (слева вверху), трехфазный счетчик (справа вверху) а для каждой выделенной цепи – обыкновенные однополюсные устройства (слева внизу)

Сечение жил проводки и номинальную мощность при использовании трехфазных потребителей определяют также по силе тока, которую вычисляют так:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Здесь индекс “l” означает линейный характер величин.

При планировании и последующем проведении разводки внутри помещения лучше выделять трехфазных потребителей в отдельные цепи. Приборы, работающие от стандартных 220 В, стараются более-менее равномерно раскидать по фазам, так, чтобы не было значительного перекоса в мощности.

Иногда допускают смешанное подключение устройств, работающих как от одной, так и от трех фаз. Эта ситуация не самая простая, поэтому ее лучше рассмотреть на конкретном примере.

Пусть в цепь включена трехфазная индукционная печь с активной мощностью 7.0 кВт и коэффициентом мощности 0.9. К фазе “A” подключена микроволновая печь 0.8 кВт с коэффициентом “2” кратности пускового тока, а к фазе “Б” – электрический чайник 2.2 кВт. Необходимо рассчитать параметры электросети для этого участка.

Схема подключения приборов к сети. При такой конфигурации всегда ставят трехфазный автоматический выключатель. Использовать для защиты несколько однофазных автоматов запрещено

Определим полную мощность всех устройств:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0.9 = 7800 В*А;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 В*А;

S_с = P_c = 2200 В*А.

Определим силу тока каждого прибора:

I_i = S_i / (1.73 * U_l) = 7800 / (1.73 * 380) = 11.9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7.2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Определим силу тока по фазам:

IА = I_i + I_m = 11.9 + 7.2 = 19.1 A;

IБ = I_i + I_c = 11.9 + 10 = 21.9 A;

IС = I_i = 11.9 A.

Ток максимальной силы при всех включенных электроприборах протекает по фазе “Б” и будет равен 21.9 A. Достаточная комбинация для беспроблемного обеспечения функционирования всех устройств в этой цепи – сечение медных жил 4,0 мм2 и автоматический выключатель на 20 или 25 A.

Типовое напряжение бытовых сетей

Так как мощность и сила тока связаны через напряжение, то необходимо точно определить эту величину. До введения с октября 2015 года ГОСТ 29322-2014 значение для обыкновенной сети было равно 220 В, а трехфазной – 380 В.

По новому документу эти показатели приведены в соответствие с европейскими требованиями – 230 / 400 В, но большинство систем бытового электроснабжения все еще функционирует по старым параметрам.

Получить реальное значение напряжение можно с использованием вольтметра. Если цифры значительно меньше эталонных, то необходимо подключить входной стабилизатор

Отклонение 5% реального значения от эталонного допустимо на любой срок, а 10% – не более чем на один час. При понижении напряжения некоторые потребители, такие как электрочайник, лампа накаливания или микроволновая печь, теряют в мощности.

Но если устройство снабжено интегрированным стабилизатором (например, газовый котел) или имеет отдельный импульсный блок питания, то потребляемая мощность останется постоянной.

В этом случае, учитывая, что I = S / U, падение напряжение приведет к увеличению силы тока. Поэтому не рекомендуют подбирать сечение жил кабеля “впритык” к максимальным расчетным значениям, а желательно иметь запас в 15-20%.